5.3: Funciones del Sistema Integumentario
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Objetivos de aprendizaje
- Describir las diferentes funciones de la piel y las estructuras que las habilitan
- Explicar cómo la piel ayuda a mantener la temperatura corporal
La piel y las estructuras accesorias realizan una variedad de funciones esenciales, como proteger al cuerpo de la invasión de microorganismos, productos químicos y otros factores ambientales; prevenir la deshidratación; actuar como órgano sensorial; modular la temperatura corporal y el equilibrio electrolítico; y sintetizar vitamina D. La hipodermis subyacente tiene un papel importante en el almacenamiento de grasas, formando un “cojín” sobre las estructuras subyacentes y proporcionando aislamiento de temperaturas frías.
Protección
La piel protege al resto del cuerpo de los elementos básicos de la naturaleza como el viento, el agua y la luz solar UV. Actúa como barrera protectora contra la pérdida de agua, debido a la presencia de capas de queratina y glicolípidos en el estrato córneo. También es la primera línea de defensa contra la actividad abrasiva debido al contacto con arena, microbios o productos químicos nocivos. El sudor excretado de las glándulas sudoríparas disuade a los microbios de sobrecolonizar la superficie de la piel al generar dermicidina, que tiene propiedades antibióticas.
CONEXIÓN DIARIA
Tatuajes y piercings
La palabra “armadura” evoca varias imágenes. Se podría pensar en un centurión romano o en un caballero medieval con un traje de armadura. La piel, a su manera, funciona como una forma de armadura—armadura corporal. Proporciona una barrera entre tus órganos vitales que sostienen la vida y la influencia de elementos externos que potencialmente podrían dañarlos.
Para cualquier forma de armadura, una brecha en la barrera protectora representa un peligro. La piel se puede quebrar cuando un niño despelleja una rodilla o un adulto tiene sangre estirada, una es accidental y la otra médicamente necesaria. Sin embargo, también abres esta barrera cuando eliges “complementar” tu piel con un tatuaje o piercing corporal. Debido a que las agujas involucradas en la producción de arte corporal y piercings deben penetrar en la piel, existen peligros asociados con la práctica. Estas incluyen reacciones alérgicas; infecciones de la piel; enfermedades transmitidas por la sangre, como tétanos, hepatitis C y hepatitis D; y el crecimiento de tejido cicatricial. A pesar del riesgo, la práctica de perforar la piel con fines decorativos se ha vuelto cada vez más popular. Según la Academia Americana de Dermatología, el 24 por ciento de las personas de 18 a 50 años tienen un tatuaje.
El tatuaje tiene una larga historia, que data de hace miles de años. Los tintes utilizados en el tatuaje suelen derivar de metales. Una persona con tatuajes debe ser cautelosa al hacerse una resonancia magnética (MRI) porque una máquina de resonancia magnética utiliza potentes imanes para crear imágenes de los tejidos blandos del cuerpo, que podrían reaccionar con los metales contenidos en los tintes del tatuaje. Mira este video para conocer más sobre el tatuaje.
Función Sensorial
El hecho de que puedas sentir una hormiga arrastrándose sobre tu piel, permitiéndote sacarla antes de que muerda, es porque la piel, y especialmente los pelos que se proyectan desde los folículos pilosos en la piel, pueden sentir cambios en el ambiente. El plexo de la raíz pilosa que rodea la base del folículo piloso detecta una alteración, y luego transmite la información al sistema nervioso central (cerebro y médula espinal), que luego puede responder activando los músculos esqueléticos de tus ojos para ver la hormiga y los músculos esqueléticos del cuerpo para actuar contra la hormiga.
La piel actúa como un órgano sensorial porque la epidermis, la dermis y la hipodermis contienen estructuras nerviosas sensoriales especializadas que detectan el tacto, la temperatura superficial y el dolor. Estos receptores están más concentrados en las puntas de los dedos, que son más sensibles al tacto, especialmente el corpúsculo Meissner (corpúsculo táctil) (Figura\(\PageIndex{1}\)), que responde al tacto ligero, y el corpúsculo paciniano (corpúsculo lamelado), que responde a la vibración . Las células de Merkel, observadas dispersas en el estrato basal, también son receptores táctiles. Además de estos receptores especializados, existen nervios sensoriales conectados a cada folículo piloso, receptores de dolor y temperatura dispersos por toda la piel, y los nervios motores inervan los músculos y glándulas pili arrectores. Esta rica inervación nos ayuda a sentir nuestro entorno y reaccionar en consecuencia.
Termorregulación
El sistema tegumentario ayuda a regular la temperatura corporal a través de su estrecha asociación con el sistema nervioso simpático, la división del sistema nervioso involucrada en nuestras respuestas de lucha o huida. El sistema nervioso simpático está monitoreando continuamente la temperatura corporal e iniciando respuestas motoras apropiadas. Recordemos que las glándulas sudoríparas, estructuras accesorias a la piel, secretan agua, sal y otras sustancias para enfriar el cuerpo cuando se calienta. Incluso cuando el cuerpo no parece estar sudando notablemente, aproximadamente 500 mL de sudor (transpiración insensible) se secretan al día. Si el cuerpo se vuelve excesivamente cálido debido a las altas temperaturas, actividad vigorosa (Figura\(\PageIndex{2.a-c}\)), o una combinación de ambas, las glándulas sudoríparas serán estimuladas por el sistema nervioso simpático para producir grandes cantidades de sudor, hasta 0.7 a 1.5 L por hora para una persona activa. Cuando el sudor se evapora de la superficie de la piel, el cuerpo se enfría a medida que se disipa el calor corporal.
Además de sudar, las arteriolas en la dermis se dilatan para que el exceso de calor transportado por la sangre pueda disiparse a través de la piel y hacia el ambiente circundante (Figura\(\PageIndex{2.b}\)). Esto explica el enrojecimiento de la piel que muchas personas experimentan al hacer ejercicio.
Sistema integumentario
Todos los sistemas en el cuerpo acumulan cambios sutiles y algunos no tan sutiles a medida que una persona envejece. Entre estos cambios se encuentran las reducciones en la división celular, la actividad metabólica, la circulación sanguínea, los niveles hormonales y la fuerza muscular (Figura\(\PageIndex{3}\)). En la piel, estos cambios se reflejan en una disminución de la mitosis en el estrato basal, lo que lleva a una epidermis más delgada. La dermis, que es responsable de la elasticidad y resiliencia de la piel, exhibe una capacidad reducida para regenerarse, lo que lleva a una cicatrización más lenta de las heridas. La hipodermis, con sus reservas de grasa, pierde estructura debido a la reducción y redistribución de la grasa, lo que a su vez contribuye al adelgazamiento y flacidez de la piel.
Las estructuras accesorias también tienen actividad disminuida, generando cabello y uñas más delgadas, y menores cantidades de sebo y sudor. Una capacidad de sudoración reducida puede hacer que algunos ancianos sean intolerantes al calor extremo. Otras células en la piel, como los melanocitos y las células dendríticas, también se vuelven menos activas, lo que lleva a un tono de piel más pálido y a una disminución de la inmunidad. Las arrugas de la piel se producen debido a la descomposición de su estructura, que resulta de la disminución de la producción de colágeno y elastina en la dermis, el debilitamiento de los músculos que se encuentran debajo de la piel y la incapacidad de la piel para retener la humedad adecuada.
Muchos productos anti-envejecimiento se pueden encontrar en las tiendas hoy en día. En general, estos productos tratan de rehidratar la piel y con ello rellenar las arrugas, y algunos estimulan el crecimiento de la piel utilizando hormonas y factores de crecimiento. Adicionalmente, las técnicas invasivas incluyen inyecciones de colágeno para rellenar el tejido e inyecciones de BOTOX ® (la marca de la neurotoxina botulínica) que paralizan los músculos que arrugan la piel y causan arrugas.
Síntesis de vitamina D
La capa epidérmica de la piel humana sintetiza vitamina D cuando se expone a la radiación UV. En presencia de luz solar, se sintetiza una forma de vitamina D 3 llamada colecalciferol a partir de un derivado del colesterol esteroide en la piel. El hígado convierte el colecalciferol en calcidiol, que luego se convierte en calcitriol (la forma química activa de la vitamina) en los riñones. La vitamina D es esencial para la absorción normal de calcio y fósforo, que son necesarios para la salud de los huesos. La ausencia de exposición al sol puede llevar a una falta de vitamina D en el cuerpo, lo que lleva a una condición llamada raquitismo, una condición dolorosa en los niños donde los huesos se deforman por falta de calcio, causando arqueamiento. Los adultos mayores que sufren de deficiencia de vitamina D pueden desarrollar una afección llamada osteomalacia, un ablandamiento de los huesos. En la sociedad actual, la vitamina D se agrega como complemento a muchos alimentos, entre ellos la leche y el jugo de naranja, compensando la necesidad de exposición al sol.
Además de su papel esencial en la salud ósea, la vitamina D es esencial para la inmunidad general contra infecciones bacterianas, virales y fúngicas. Estudios recientes también están encontrando un vínculo entre la insuficiencia de vitamina D y el cáncer.
Revisión del Capítulo
La piel juega un papel importante en la protección, detección de estímulos, termorregulación y síntesis de vitamina D. Es la primera capa de defensa para prevenir la deshidratación, infección y lesiones en el resto del cuerpo. Las glándulas sudoríparas en la piel permiten que la superficie de la piel se enfríe cuando el cuerpo se sobrecalienta. La termorregulación también se logra mediante la dilatación o constricción de los vasos sanguíneos portadores de calor en la piel. Las células inmunitarias presentes entre las capas de la piel patrullan las áreas para mantenerlas libres de materiales extraños. Las reservas de grasa en la hipodermis ayudan tanto en la termorregulación como en la protección. Por último, la piel juega un papel en la síntesis de la vitamina D, que es necesaria para nuestro bienestar pero no fácilmente disponible en alimentos naturales.
Preguntas de revisión
P. En humanos, se requiere la exposición de la piel a la luz solar para ________.
A. síntesis de vitamina D
B. constricción arteriola
C. producción de folato
D. termorregulación
Respuesta: A
P. Una de las funciones del sistema integumentario es la protección. ¿Cuál de los siguientes no contribuye directamente a esa función?
A. stratum lucidum
B. desmosomas
C. síntesis de ácido fólico
D. Células de Merkel
Respuesta: C
P. Un individuo que usa un cuchillo afilado nota una pequeña cantidad de sangre donde acaba de cortarse. ¿Cuál de las siguientes capas de piel tuvo que cortar para sangrar?
A. estrato córneo
B. estrato basale
C. dermis papilar
D. estrato granuloso
Respuesta: C
P: Al caminar por la playa, se ve un pez muerto, seco, arrugada. ¿Qué capa de tu epidermis te impide secarte?
A. estrato córneo
B. estrato basale
C. estrato espinoso
D. estrato granuloso
Respuesta: A
P. Si te cortas y las bacterias entran en la herida, ¿cuál de las siguientes células ayudaría a deshacerse de las bacterias?
A. Células de Merkel
B. queratinocitos
C. Células de Langerhans
D. melanocitos
Respuesta: C
Preguntas de Pensamiento Crítico
P. ¿Por qué la gente suda excesivamente cuando hace ejercicio afuera en un día caluroso?
A. La sudoración enfría el cuerpo cuando se calienta. Cuando la temperatura corporal aumenta, como cuando se hace ejercicio en un día caluroso, los vasos sanguíneos dérmicos se dilatan y las glándulas sudoríparas comienzan a secretar más sudor. La evaporación del sudor de la superficie de la piel enfría el cuerpo disipando el calor.
P. Explique la respuesta de su piel a una caída en la temperatura central corporal.
A. Cuando la temperatura corporal central baja, el cuerpo cambia al modo de conservación del calor. Esto puede incluir una inhibición a la sudoración excesiva y una disminución del flujo sanguíneo a las capas papilares de la piel. Esta reducción del flujo sanguíneo ayuda a conservar el calor corporal.
Referencias
Academia Americana de Dermatología (US). Tatuajes y piercings corporales [Internet]. Schaumburg, IL; c2013 [citado 2012 Nov 1]. Disponible en: http://www.aad.org/media-resources/s...ody-piercings/.
Glosario
- Corpúsculo Meissner
- (también, corpúsculos táctiles) receptor en la piel que responde al tacto ligero
- Corpúsculo paciniano
- (también, corpúsculos lamelados) receptor en la piel que responde a la vibración
- raquitismo
- enfermedad en niños causada por deficiencia de vitamina D, lo que conduce al debilitamiento de los huesos
- vitamina D
- compuesto que ayuda a la absorción de calcio y fosfatos en el intestino para mejorar la salud ósea